空压机后处理设备

空压机后处理设备相关知识

空气的性质压缩空气干燥设备压缩空气净化设备压缩空气系统配套常用度量衡单位及换算表（近似值）第一部分

第二部分第三部分第四部分第五部分目录一、空气的性质空气的组成地面的大气是多种气体的混合物，其中：氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外还有其他惰性气体、臭氧、水气和尘埃等。由于环境污染，目前空气还含有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒气体。一、空气的性质分子量及密度干空气的分子量为28.96，在0℃、760mmHg柱时的密度为1.293g/m3。一、空气的性质现代产业对压缩空气的要求可分为以下几个方面：1）压力、流量的要求；2）干燥度（即含水量或露点温度）的要求；3）清洁度的要求（相对比较复杂，包括：固体物、油雾、微生物、有害气体等）。

一、空气的性质压力表示方法：气体在容器内的压力，在实际应用中有两种不同的表示方法，一种是直接表示气体施于器壁上的压力大小的实际数值，叫做绝对压力，用符号“P(a)”表示；另一种是用压力表测量压力值时的显示值，叫做表压力，用符号“P(g)”表示。P(a)=B+P(g)（B——当地大气压力）一、空气的性质温度表示方法绝对温度：以气体分子停止运动时的最低极限温度为起点的温度，以T表示，单位为“开（开尔文）”，单位符号为K。摄氏温度：以冰的融点为起点的温度，单位为“摄氏度”，单位符号为℃。T（K）＝t（℃）＋273.16一、空气的性质露点一定压力下，未饱和空气在保持水蒸气分压不变（即保持绝对含水量不变）情况下降低温度，使之达到饱和状态时的温度叫“露点温度”。温度降至露点温度时，湿空气中便有凝结水滴析出（称为“结露”），此时空气的相对湿度为100%。空气压力为1个大气压时称为“大气露点”（也称“常压露点”，按照ISO8573.12.10.1规定大气露点不应用在压缩空气的干燥方面），压缩空气的露点温度称为此压力下的“压力露点”。湿空气的露点温度与湿空气中水分含量的多少有关。因此压力露点温度是所有压缩空气干燥机的一个关键性能指标。一、空气的性质大气露点与压力露点的换算

在实际工作中，常常会碰到压力露点与常压露点的换算，压力露点与常压露点之间的对应关系与“压缩比”(注)有关，一般用图或表来表示。在“压力露点”相同情况下，“压缩比”越大，所对应的常压露点越低。例如：0.7Mpa（g）的压缩空气压力露点为2℃时，相当于常压露点为-21.5℃。当压力提高到1.0Mpa（g）时，同样压力露点为2℃时，对应的常压露点降到-25℃。一、空气的性质一般用压缩空气质量等级

国际标准组织（ISO）在1986年提出了关于压缩空气干燥净化设备和压缩空气品质的国际标准，其中压缩空气质量等级标准ISO8573.1把压缩空气中的污染物分为固体杂质、水和油三种（我国等同采用了ISO8573即国家标准GB/T13277－91《一般用压缩空气质量等级》），具体如下表。一、空气的性质ISO8573.1-1质量等级固体颗粒

最大直径（μm）水压力露点°C0.7MPag油(包括蒸气)mg/m310.1-700.0121-400.135-201.0415+35540+7256-+10-二、压缩空气干燥设备压缩空气的干燥通常指去除空气中水分的过程。二、压缩空气干燥设备干燥设备的分类按干燥原理分为冷冻式干燥机、吸附式干燥机以及冷冻和吸附组合在一起的集装式干燥机；冷冻式干燥机按冷却方式分风冷型和水冷型两种；冷冻式干燥机按进气品限制温度分为高温型和低温型两种；吸附式干燥机分无热再生吸附式干燥机和微热再生吸附式干燥机。二、压缩空气干燥设备冷冻式干燥机①冷干机主要技术参数处理量（Nm3/min）；进气温度（℃）；工作压力(MPa)；压力降(MPa)；压缩机功率或整机功率(Kw)（对风冷式冷干机而言包括冷凝器冷却风扇电机功率）；冷却水耗量(t/h)；压力露点（℃）压力露点与压缩空气的进气状态和环境有关，因此我们一般不单独保证冷干机的露点温度，而只标明在额定工况下的压力露点值。二、压缩空气干燥设备②冷干机工作原理压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的：在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体，并夹带油和尘埃通过自动排水器排出系统外，冷干机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。二、压缩空气干燥设备③冷干机工作过程冷干机的制冷系统属于压缩式制冷，由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。其工作过程如图所示。二、压缩空气干燥设备制冷压缩机将蒸发器内的低压（低温）制冷剂吸入压缩机汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器，在冷凝器内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换，制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀，经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化（俗称“蒸发”），而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水；蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走，这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程，从而完成了一个循环。二、压缩空气干燥设备在冷干机的制冷系统中，蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量，实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质（如水或空气）带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。除了上述部件外，冷干机一般还包含能量调节阀、高低压保护器、自动排污阀、控制系统等部件。二、压缩空气干燥设备④冷干机的选型选用冷干机时我们要掌握所需干燥压缩空气的状态参数：1）最大流量；2）最小工作压力和最大工作压力，工作压力越小，压缩空气中的含水量就大。至于最大工作压力是从安全使用冷干机的角度考虑；3）最高进口温度，温度越高，含水量越大，热负荷也越大；4）要求的露点温度。上述四个参数决定了压缩空气的最大负荷，是选择冷干机的基础。二、压缩空气干燥设备在确定了上述参数后，我们需要确定推荐风冷式还是水冷式。风冷式冷干机对环境要求较高，但具有安装方便、使用简单的优点；而水冷式冷干机对环境温度不敏感，但对冷却水有要求，而且安装较风冷式复杂——需要接冷却水管和冷却水塔。为了提高冷干机的质量稳定性，一般情况下结合有关标准和气候、用户要求等把冷干机进行标准化。但是在实际工作中，我们提供的参数可能与产品说明书上标注的不一样，这时我们就可能需要进行参数修正，以决定选用什么型号的冷干机。二、压缩空气干燥设备修正参数包括：1）压缩空气压力修正系数2）压缩空气进口温度修正系数3）环境温度修正系数4）所需露点温度修正系数具体方法见各品牌后处理设备选型样本。二、压缩空气干燥设备吸附式干燥机①吸附式干燥机主要技术参数处理量（Nm3/min）；进气温度（℃）；进气含油量（ppm）；工作压力(MPa)；压力降(MPa)；再生气量（%）；压力露点（℃）压力露点与压缩空气的进气状态和环境有关，因此我们一般不单独保证冷干机的露点温度，而只标明在额定工况下的压力露点值。二、压缩空气干燥设备②工作原理无热（微热）再生吸附式压缩空气干燥机是利用干燥剂材料本身所特有的微孔，根据毛细作用吸附空气中的水分子，同时根据卸压脱附和吸附余热升温（或采用微加热）来脱去所吸附的水份。设备一般制成双筒形式，在程序控制的控制下，两筒交替工作，一筒吸附水分，另一筒解吸再生，连续循环地工作。常用吸附剂：活性氧化铝、分子筛和硅胶。二、压缩空气干燥设备③吸干机结构及运行特点用吸附剂干燥压缩空气是一个物理过程，在这一过程中水蒸气通过分子间引力富集在吸附剂上。在水蒸气的富集过程中没有新的化学物质形成，吸附剂没有消耗，因此不需要补充，只要定期再生即可。采用吸附干燥方法，可获得压力露点温度低于-20℃的压缩空气。

二、压缩空气干燥设备干燥压缩空气时，吸附剂被装填在一个容器内，称为吸附塔。吸附塔的大小取决于需要干燥的压缩空气所含的水蒸气量以及吸附剂的再生方式等因素。在实际应用中，所有吸附式压缩空气干燥机具有两个充满吸附剂的吸附塔。两个塔的进出口分别用管道连接在一起。为了达到有效的干燥，吸附时压缩空气与吸附剂之间必须有足够长的接触时间（通常以“空塔停留时间”表示）。接触时间决定于压缩空气的流速和吸附剂的充填高度。二、压缩空气干燥设备吸附时，潮湿的压缩空气自下往上通过吸附塔。吸附塔出口处安装有过滤网，防止设备在非正常运行时吸附剂逸出塔外。吸附塔内压缩空气的空塔流速必须保持在一定范围之内。流速太高会冲击吸附剂，流速太低（比正常流速低10-15%）会在吸附床层内形成隧道（channel），影响吸附和再生效果。水蒸气吸附发生在吸附床层形成的吸附带内，吸附带的宽度取决于吸附剂性质、空气流速等因素。随着吸附的进行，吸附带逐渐从吸附塔底部向上移动，当吸附带到达吸附塔的顶部时，出口空气的露点温度急剧上升，我们称为“吸附穿透点”。在吸干机中，当吸附带接近吸附床层的顶部时应该进行吸附/再生切换。二、压缩空气干燥设备

当一个塔在吸附干燥时，与它并联的另一个塔在解吸（再生）。再生时，再生空气的流向与潮湿空气的流向相反，即从上往下流动。在再生开始时，压力状态下的吸附塔卸压至大气压状态。卸压的瞬间，吸附塔内的压缩空气产生巨大的气流并产生噪声。再生方法有两种：一种是无热再生，即把干燥后的压缩空气分流出来的一部分，降压至接近大气压（其中的水蒸气分压很低），在不加热的情况下再生已饱和吸附剂。采用无热再生原理的干燥机叫无热再生干燥机。另外一种方法是有热再生，即在加热状态下再生已饱和的吸附剂。此类干燥机的形式比较多，大致可分为内加热再生干燥机、外加热再生干燥机（即微热再生干燥机）、外加热鼓风再生干燥机、真空再生干燥机和压缩热再生干燥机。二、压缩空气干燥设备④各类吸附式干燥机的比较三种吸干机的经济技术对比见下表。（注：本表仅供参考）干燥机类型无热再生微热再生有热再生（外加热鼓风）工作原理变压吸附（PSA）变压、变温吸附变温吸附（TSA）出口压力露点-20至-40℃-20至-40℃-20至-40℃吸附塔相对尺寸11~1.51.5~2再生气温度比进气温度高2-6℃120~200120~320工作周期4~10（min）1.5~8h6~8h加热设备功率无~0.5KW/(1m3/min)~0.9KW/(1m3/min)再生气耗量12~16%6~8%3~5%综合评价结构简单、操作方便、一次性投资低、占地面积小、再生气耗量大、所需空压机排气量大、切换频繁结构稍复杂、操作相对方便、占地面积小、再生气耗量较小、所需空压机排气量较大、切换时间较长结构复杂、占地面积大、再生气耗量小、所需空压机排气量可稍小、切换时间长二、压缩空气干燥设备冷干机与吸干机对比冷冻干燥机与吸附式干燥机相比具有下列特点：

1）没有压缩空气消耗——大部分用户对压缩空气露点要求并不是很高，如使用冷干机可比使用吸干机来得节省能源；2）无阀件磨损——吸干机有切换阀的问题，虽然冷干机中也有阀件，但是基本无磨损问题；3）不需要定期添加、更换吸附剂；4）运转噪音低；吸干机有吸附塔卸压的噪声，在空压房里，一般听不到冷干机的运行噪声；二、压缩空气干燥设备5）日常维护较简单，只要按时清洗自动排水器滤网即可；6）对气源的前置预处理要求不高，一般的油水分离器即可满足冷干机对进气质量的要求；7）与吸附干燥机相比，经冷干机处理后的压缩空气“压力露点”只能达到0℃以上，因此气体的干燥深度远不及吸干机。在一些的应用领域中，用冷干机是达不到工艺对气源干燥度要求的。三、压缩空气净化设备压缩空气的净化常指去除压缩空气中除水以外的其他污染物。压缩空气污染物压缩空气的污染物有三类，即水、油和尘，这三种污染物的来源是不同的：水分：是自然界空气所固有的；油份：绝大部分是来自空压机（在空气污染严重的地区的空气中也会含有微量油污）；固体颗粒：部分来自空气，部分来自压缩空气系统内部。三、压缩空气净化设备气水分离器气液分离器的作用是对压缩空气进行预处理，把压缩空气中的凝结液尽可能100%地分离。气液分离器常安装在压缩空气系统的前部。根据气液分离的机理，常有旋风分离器、百叶窗式分离器、涡旋式分离器等几种。三、压缩空气净化设备过滤器过滤器在压缩空气干燥净化系统中具有关键作用。采用不同的过滤器可去除压缩空气中的油（包括液体、气体）、固体杂质、微生物、有害气体等污染物。在压缩空气干燥净化系统中，过滤器到处存在。在工业生产中，压缩空气系统使用的过滤器常按其用途分为：除油过滤器、除尘过滤器、除菌过滤器及专用过滤器等几类。三、压缩空气净化设备

除油过滤器是应用最广泛的过滤器，其主要作用是去除压缩空气中的油雾。这一类过滤器也称凝聚式过滤器，按其过滤精度（能有效拦截的最大颗粒直径）可分为：1）初/粗过滤器：过滤精度小于等于3μm；残余油含量为5.0PPm；2）精过滤器：过滤精度小于等于1μm；残余油含量为1.0PPm；3）高精过滤器：过滤精度小于等于0.01μm，残余油含量为0.01ppm；4）超级过滤器：过滤精度小于等于0.01μm，与活性炭过滤器串联使用残油含量≤0.003ppm。三、压缩空气净化设备需要指出的是此类过滤器的性能指标中，残余油份指液体油，并不包括气体油。除尘过滤器，严格的说，除尘过滤器与除油过滤器是同一类型，其区别在于除尘过滤器常用在吸附干燥器的出口处（具体参见有关资料）。除菌过滤器，是一种卫生级过滤器，主要去除压缩空气中的微生物，需要指出的是除菌过滤器前必须先经过除油过滤器处理。专用过滤器，最典型的专用过滤器是活性炭过滤器，可把压缩空气中的某些有害气体和异味过滤掉，属于化学过滤器。三、压缩空气净化设备其它说明过滤器的配件包括：自动排水器（有内置和外置之分）、压差表/压差计、液位指示器等过滤器芯更换周期：纤维过滤器的滤心不能再生，因此其滤心需要更换，滤芯的更换周期由压力降决定，一般来说过滤器压差计指针指向红色区域即可更换。不同厂家生产的过滤器其更换规定的压差值及寿命不同。对活性碳滤芯而言，当在下游测到气味时应更换。四、压缩空气系统配置

可以根据顾客所在行业对压缩空气的品质要求对比后处理设备的生产家的选型手册选取。值得注意的是，一般人可能只根据所需要的空气质量选择相应处理精度的过滤器，而不考虑过滤器的配套使用。这是不对的，因为所需要的空气质量虽然由所选的单支过滤器的处理精度决定，但没有前置低一级过滤器的预处理保护，高精密滤芯很快就会因负载过大而堵塞，加快了滤芯的更换频率，从而会变相地增加生产成本。如采用A级过滤器应在其前面安装T级过滤器。五、常用度量衡单位及换算表（近似值）

英制单位公制单位英制—公制公制－英制长度LENGTHinch(in)英寸millimetre(mm)毫米lin=25.4mm1cm=0.394infoot(ft)英尺centimetre(cm)厘米1ft=30.5cm1m=3.28ftmile英哩internationalnauticalmile1milee=1.6km1km=4.97fur重量WEIGHTounce盎司gram(g)克1oz=28.3g1g=0.03527ozpound磅Kilogram(Kg)千克1ib=454g1kg=2.20ib面积AREAsquareinch(in2)平方英寸squarecentimetcm2平方厘米1li2=6.45cm21cm2=0.155in2squarefoot(ft2)平方英尺squaremetre(m2)平方米1ft2=929cm21m2=10.8ft2五、常用度量衡单位及换算表（近似值）英制单位公制单位英制—公制公制－英制体积VOLUMcubicinch(in3)立方英寸cubiccentimetre(cm3)立方厘米1in3=16.4cm31cm3=0.610in3cubicfoot(ft3)立方英尺cubicmetre(m3)立方米1ft3=0.0283m31m3=35.3ft3cubicyard(yd3)立方码

1yd3=0.765m31m3=1.31yd3容积(液体)VOLUME(FLUIDS)fluidounce(floz)液体盎司millilitre(ml)毫升1floz=28.4l1ml=0.0352flozPint(pt)品脱litre(1)升1pt=568ml1litre=1.76ptgallon(gal)加仑cubicmetre(m3)立方米1gal=4.55litre1m3=2.20gal五、常用度量衡单位及换算表（近似值）英制单位公制单位英制—公制公制－英制力FORCEpound-force(1bf)磅力Newton(N)牛顿1bf=4.45n1n=0.2251bfton-force顿力Kilonewton(KN)千牛顿1tonf=9.96KN1KN=0.100tonf压力PRESSUREpoundpersquareinch(pis)磅/平方英寸Kilopascal(Kpa)千帕斯卡1psi=6.89Kpa1kpa=0.145psiatmosphere(atm)气压megapascal(Mpa)兆帕斯卡1atm=101kpa1Mpa=9.87atmtonpersquareinch(ton/in2)顿/平方英寸1ton/in2=15.4Mpa1Mpa=0.0647ton/in2incho